CN105184496A - 矿井通风系统健康指数综合评价方法 - Google Patents

Abstract

一种矿井通风系统健康指数综合评价方法，属于通风系统健康指数评价方法。具体包括：1)以35项诊断指标为基础，从四个方面构建矿井通风系统健康指数评价指标体系；2)引入序关系分析法分别确定各个方面矿井通风系统健康指数评价指标体系中各个指标的权重；3)构造各项指标的未确知函数；4)建立矿井通风系统健康指数综合评价模型。5)将各项指标参数数据输入评价模型进行处理，得出该矿井通风系统的各项指标系数与综合健康指数。本发明为矿井通风系统运行效果评价提供了一种非常有效的技术管理工具，并在体检矿井通风系统健康状态的同时，迅速、准确地识别事故诱因与隐患征兆，评价方法全面综合，输出结果表达直观。

Description

矿井通风系统健康指数综合评价方法

技术领域

本发明涉及一种通风系统健康指数评价方法，特别是一种矿井通风系统健康指数综合评价方法。

背景技术

健康指数是一综合的无量纲指数，已经涉及到社会的各行各业，河流健康指数、海洋健康指数、企业组织健康指数、计算机健康指数、国土资源健康指数与矿区生态系统健康指数等等。在矿井通风系统方面，应用健康指数进行综合评价，实现对整个通风系统的实时“体检”，以根据诊断出的通风系统异常及健康“体检”结果提前采取措施，方可避免或减少煤矿事故的发生。

及时，准确地对矿井通风系统进行“体检”，并采取相应对策，是防止和减少系统事故发生，保障其稳定、可靠、经济、安全运转的关键，也是优化矿井通风设计、促进矿井安全生产的一项重要任务。近年来，国内外矿井通风学者针对矿井通风系统评价指标与方法作了大量的研究并提出许多评价体系与方法。在国外，美国、德国与波兰等国家煤炭开采条件优越，地质赋存条件简单，井型大，机械化程度高，生产相对集中，所以矿井通风系统比较简单，易于管理。因此，在这方面的研究投入不多。在国内的相关研究方法中，有些评价方法有的过于简单，不能全面地反映矿井通风系统的质量优劣；有些指标体系虽然各指标间的相对性较强，却有失全面性；有的比较全面，但其中或者个别指标可操作性差，或者个别指标意义重叠。有的过于繁琐，无可比性，不能形成综合的、明确的概念。

发明内容

本发明的目的是要提供一种矿井通风系统健康指数综合评价方法，解决现有评价方法中不能全面地反映矿井通风系统的质量优劣、有失全面性或者个别指标意义重叠的问题。

本发明的目的是这样实现的：综合评价方法包括以下步骤：

(1)全面分析影响矿井通风系统健康指数的因素，构建一套包含一级指标、二级指标和三级指标的矿井通风系统健康指数评价指标体系；

(2)引入序关系分析法，分别确定四方面矿井通风系统健康指数评价指标体系中的指标权重；

(3)根据各项指标的定义特征不同，分别从定性与定量两方面构造各项指标的直线型未确知函数；

(4)建立由指标层、因素层、目标层构成的矿井通风系统健康指数综合评价模型；所述的指标层为单指标层；所述的因素层为多指标层；所述的目标层为综合层；

(5)获取在线数据，进行标准化，输入评价模型进行处理，即会得出矿井通风系统的各项指标系数与综合健康指数，根据健康风险等级标准确定健康风险等级。

所述的步骤(1)中，一级指标为通风系统物理组成、通风指标性质、人-机-环理论和通风能力4项，每一项一级指标由多项二级指标构成；

其中，所述的通风系统物理组成由通风动力、通风网络、通风质量、通风设施、通风监测和通风管理6项二级指标构成；

所述的通风指标性质由经济合理性、安全可靠性和技术可行性3项二级指标构成；

所述的人-机-环理论由通风环境、通风设备设施和通风管理3项二级指标构成；

所述的通风能力由日常通风能力、抗灾救灾能力和监测监控能力3项二级指标构成。

所述的三级指标由35项基础指标构成，包括定性指标与定量指标；

所述的定量指标包括极大型指标、极小型指标与中间型指标；

所述的极大型指标包括通风机备用系数、主要通风机综合效率、局部通风机安全装备合格率、等积孔、有效风量率、风速合格率、通风设施合格率、防灾设施合格率、第一学历为通风安全专业比例、技术人员比例、通风系统图完善度；

所述的极小型指标包括通风机吨煤通风电费、局部通风机无计划停风故障率、外部漏风率、通风网络结构复杂度、不稳定角联分支数、采掘面串联通风率、回风段阻力比、巷道失修率、采掘面瓦斯超限频率、有害气体污染度、采掘面粉尘超标率、作业点温度合格率、网络分支平均通风设施数、风网调节合理度、安全监测漏检率、安全监测系统故障率；

所述的中间指标为风量供需比；

所述的定性指标包括主要通风机稳定性、矿井通风总阻力、多风机运行稳定性、通风方式、通风方法、反风合格度、通风安全投入。

所述的步骤(2)中的序关系分析法，即先对评价指标的相对重要性程度进行排序，在建立了序关系的基础上，然后确定相邻的评价指标之间的相对重要性标度值r_k，定义评价指标I_k ^*的权重为w_k ^*，评价指标I_k-1 ^*与I_k ^*的重要程度之比w_k-1 ^*/w_k ^*为

w_k-1 ^*/w_k ^*＝r_k(k＝n，n-1，...，2)(公式1)

从而通过以下公式求出评价指标权重，

(公式2)

w_k-1 ^*＝r_k·w_k ^*(k＝n,n-1,…,2)(公式3)。

所述的步骤(3)中，定量指标和定性指标的未确知函数构造方式不同，因此对其分别进行构造。

所述的步骤(4)中，指标层为35项基础指标，即单指标测度计算；因素层为求矿井通风系统的健康指数，计算时需要考虑指标层和目标层的中间因素环节，即多指标测度计算；目标层表示需要确定的矿井通风系统综合健康指数。

所述的步骤(5)中，健康风险等级分为很健康、健康、亚健康、不健康、病态五个等级。

有益效果，本发明从4个角度，15个方面出发，以35项诊断指标为基础，提出了一种全新的矿井通风系统健康指数评价指标体系，既全面综合又切合实际，解决了评价指标片面单一或者指标意义重叠等问题。并应用健康指数、序关系分析法与未确知数学相关知识，与煤矿监测监控系统相结合，实现了对矿井通风系统综合、实时的“体检”，既能定量评价、又能定性评价，便于对不同区域的风险高低进行综合的横向比较分析，有利于管理部门进行科学评价及制定科学的决策。

优点：本发明从健康指数的概念出发，确定了一种全面、深入、细致的矿井通风系统健康指数评价方法，为其运行效果评价提供了一种非常有效的技术管理工具，并在体检矿井通风系统健康状态的同时，迅速、准确地识别事故诱因与隐患征兆，评价方法全面综合，输出结果表达直观。

附图说明：

图1为本发明矿井通风系统健康指数综合评价指标体系图。

图2本发明极大型指标测度函数图。

图3为本发明极小型指标测度函数图。

图4为本发明风量供需比测度函数图。

图5为本发明矿井通风系统健康指数的定性指标测度函数。

图6为本发明所述的矿井通风系统健康指数综合评价方法的流程示意图。

具体实施方式

综合评价方法包括以下步骤：

(1)全面分析影响矿井通风系统健康指数的因素，构建一套包含一级指标、二级指标和三级指标的矿井通风系统健康指数评价指标体系；

(2)引入序关系分析法，分别确定四方面矿井通风系统健康指数评价指标体系中的指标权重；

(3)根据各项指标的定义特征不同，分别从定性与定量两方面构造各项指标的直线型未确知函数；

(4)建立由指标层、因素层、目标层构成的矿井通风系统健康指数综合评价模型；所述的指标层为单指标层；所述的因素层为多指标层；所述的目标层为综合层；

(5)获取在线数据，进行标准化，输入评价模型进行处理，即会得出矿井通风系统的各项指标系数与综合健康指数，根据健康风险等级标准确定健康风险等级。

所述的步骤(1)中，一级指标为通风系统物理组成、通风指标性质、人-机-环理论和通风能力4项，每一项一级指标由多项二级指标构成；

其中，所述的通风系统物理组成由通风动力、通风网络、通风质量、通风设施、通风监测和通风管理6项二级指标构成；

所述的通风指标性质由经济合理性、安全可靠性和技术可行性3项二级指标构成；

所述的人-机-环理论由通风环境、通风设备设施和通风管理3项二级指标构成；

所述的通风能力由日常通风能力、抗灾救灾能力和监测监控能力3项二级指标构成。

所述的三级指标由35项基础指标构成，包括定性指标与定量指标；

所述的定量指标包括极大型指标、极小型指标与中间型指标；

所述的极大型指标包括通风机备用系数、主要通风机综合效率、局部通风机安全装备合格率、等积孔、有效风量率、风速合格率、通风设施合格率、防灾设施合格率、第一学历为通风安全专业比例、技术人员比例、通风系统图完善度；

所述的极小型指标包括通风机吨煤通风电费、局部通风机无计划停风故障率、外部漏风率、通风网络结构复杂度、不稳定角联分支数、采掘面串联通风率、回风段阻力比、巷道失修率、采掘面瓦斯超限频率、有害气体污染度、采掘面粉尘超标率、作业点温度合格率、网络分支平均通风设施数、风网调节合理度、安全监测漏检率、安全监测系统故障率；

所述的中间指标为风量供需比；

所述的定性指标包括主要通风机稳定性、矿井通风总阻力、多风机运行稳定性、通风方式、通风方法、反风合格度、通风安全投入。

共35项三级指标。

所述的步骤(2)中的序关系分析法，即先对评价指标的相对重要性程度进行排序，在建立了序关系的基础上，然后确定相邻的评价指标之间的相对重要性标度值r_k，定义评价指标I_k ^*的权重为w_k ^*，评价指标I_k-1 ^*与I_k ^*的重要程度之比w_k-1 ^*/w_k ^*为

w_k-1 ^*/w_k ^*＝r_k(k＝n，n-1，...，2)(公式1)

从而通过以下公式求出评价指标权重，

(公式2)

w_k-1 ^*＝r_k·w_k ^*(k＝n,n-1,…,2)(公式3)

所述的步骤(3)中，定量指标和定性指标的未确知函数构造方式不同，因此对其分别进行构造。

所述的步骤(4)中，指标层为35项基础指标，即单指标测度计算；因素层为求矿井通风系统的健康指数，计算时需要考虑指标层和目标层的中间因素环节，即多指标测度计算；目标层表示需要确定的矿井通风系统综合健康指数。

所述的步骤(5)中，健康风险等级分为很健康、健康、亚健康、不健康、病态五个等级。

本发明的评价方法包括构建健康指数评价指标体系、确定指标权重、构造指标未确知函数和建立评价模型，具体步骤如下：

步骤一：构建健康指数评价指标体系

在矿井通风系统健康指数评价中，矿井通风系统健康指数评价指标体系的构建是否科学合理，对健康指数的评价结果会产生重要影响。矿井通风系统健康指数评价指标体系应根据影响人、机、环境及管理这些因素的变化而进行相应的修改调整。在构建矿井通风系统健康指数评价指标体系时，应着重考虑动态性的变化指标，通过增加、删除以及修改等方式对指标体系进行完善，并将其应用到矿井通风系统健康指数综合评价中。

矿井通风系统健康指数的关键影响要素，如表1所示。

表1矿井通风系统健康指数影响要素明细表

基于解析结构模型理论，从四方面来进行健康指数指标体系的构建

包括：通风物理组成、通风指标性质、人-机-环理论和通风能力四类健康指数评价指标体系；

所述的通风物理组成，按照通风系统的物理组成部分，将矿井通风系统健康指数评价指标体系归纳为通风动力、通风网络、通风质量、通风设施、通风监测和通风管理六大类，建立指标体系。

所述的通风指标性质，从通风系统健康指数评价标准出发，充分考虑各指标间的相对独立性和可比性原则，按照评价指标性质进行分类，将矿井通风系统健康指数评价指标体系归纳为经济合理性指标、安全可靠性指标和技术可行性指标三大类，建立指标体系。

所述的人-机-环理论，按照现代系统安全理论和人-机-环理论分析方法，将矿井通风系统健康指数评价指标体系归纳为通风环境、通风设备设施、通风管理三大类，建立指标体系。

所述的通风能力，按照通风能力进行分类，将矿井通风系统健康指数评价指标体系归纳为日常通风能力、抗灾救灾能力和监测监控能力三大类，建立指标体系。

归纳统一四类健康指数评价指标体系，对矿井通风系统进行全面综合的健康“体检”，构建矿井通风系统健康指数综合评价指标体系结构，图1所示。

步骤二：确定指标权重

依据序关系分析法，如果评价指标I_i相对于I_j的重要程度较大时，定义为为了简化计算，将评价指标I₁，I₂，...I_n对应的序关系式转化为

通过以下方法建立上式：

评价人员在指标集{I₁，I₂，...I_n}中，通过相应的评价准则，依次选出最重要的指标，分别记为I₁ ^*、I₂ ^*、…、I_n ^*。如此可以确定一个唯一的序关系式。

下面确定出它们相对于评价准则的权重系数。

定义评价指标I_k ^*的权重为w_k ^*，评价指标I_k-1 ^*与I_k ^*的重要程度之比w_k-1 ^*/w_k ^*为

w_k-1 ^*/w_k ^*＝r_k(k＝n，n-1，...，2)(2)

表2r_k赋值表

确定指标权重，若r_k的赋值满足关系式

r_k-1＞1/r_k(k＝n,n-1,…,2)(3)

则

且w_k-1 ^*＝r_k·w_k ^*(k＝n,n-1,…,2)(5)

由此依次算出w_n ^*(n＝1,2,…)的权重。

在基于通风物理组成的健康指数评价指标体系中，包含通风动力、通风网络、通风质量、通风设施、通风监测和通风管理六项二级指标。基于上文序关系分析法模型，通过评价指标相对重要程度的比较判定，确定矿井通风系统健康指数评价指标体系中指标的序关系以及r_k的赋值，如表4所示。

表4基于通风物理组成的健康指数评价指标序关系及r_k赋值表

根据矿井通风系统健康指数评价指标体系中r_k的赋值，通过式(4)(5)计算得到各评价指标的权重，如表5所示。

表5基于通风物理组成的健康指数评价指标权重计算结果

剩余通风指标性质、人-机-环理论、通风能力的三类评价指标体系操作原理相同，篇幅有限，此处不再一一列出。

步骤三：构造指标未确知函数

矿井通风系统健康指数评价，关键在于对评价指标构造合理的未确知测度函数。直线型未确知测度函数应用广泛且应用简单，容易掌握，故本发明采用直线型未确知测度函数。在矿井通风系统健康指数评价指标体系中，应用直线型未确知测度函数时，由于定量指标和定性指标的函数构造方式不同，因此对其分别进行构造。

(1)定量指标测度函数构造

在矿井通风系统健康指数评价中，对健康程度的评价等级取很健康、健康、亚健康、不健康和病态五个等级，构造了未确知测度评价模型的评价空间{f₁,f₂,f₃,f₄,f₅}，其中，f₁＝{很健康}，f₂＝{健康}，f₃＝{亚健康}，f₄＝{不健康}，f₅＝{病态}。

极大型指标为：

极小型指标为：

极大型指标的测度函数如图2，对应的测度函数为：

本文建立的矿井通风系统健康指数评价指标体系中，主要通风机备用系数、主要通风机综合效率、局部通风机安全装备合格率、等积孔、有效风量率、风速合格率、通风设施合格率、防灾设施合格率、第一学历为通风安全专业比例、技术人员比例和通风系统图完善度均为极大型指标，篇幅有限，它们的单指标测度函数不再一一列出。

极小型指标的测度函数如图3，对应的测度函数为：

本文建立的矿井通风系统健康指数评价指标体系中，主要通风机吨煤通风电费、局部通风机无计划停风故障率、外部漏风率、通风网络结构复杂度、不稳定角联分支数、采掘面串联通风率、回风段阻力比、巷道失修率、采掘面瓦斯超限频率、有害气体污染度、采掘面粉尘超标率、作业点温度合格率、网络分支平均通风设施数、风网调节合理度、安全监测漏检率和安全监测系统故障率为极小型指标，篇幅有限，它们的单指标测度函数不再一一列出。

本文建立的矿井通风系统健康指数评价指标体系中，风量供需比是中间型指标，它的单指标测度函数如图4。

(2)定性指标测度函数构造

为了对矿井通风系统健康指数进行综合评价，需要通过分级标准量化方法，将定性指标定量化。本文所选定性指标，包括主要通风机稳定性、矿井通风总阻力、通风方法、通风方式、多风机运行稳定性、反风合格度和通风安全投入，矿井通风系统健康指数的定性指标测度函数如图5，对应的测度函数为：

步骤四：建立评价模型

单指标测度模型：

以通风物理组成为例，根据前文矿井通风系统健康指数评价指标体系的层次结构模型，基于通风物理组成的矿井通风系统健康指数评价指标体系包括六类评价因素。为了全面系统地检查矿井通风系统系统所处的健康状态，达到识别各类事故诱因和隐患征兆的目的，矿井通风系统健康指数评价指标体系中每个评价因素都需要作为一个独立的对象，分别对其进行健康指数评价。矿井通风系统健康指数评价的评价空间定义为X：

X＝{X₁,X₂,X₃,X₄,X₅,X₆}(11)

其中X₁、X₂、X₃、X₄、X₅、X₆分别表示通风动力、通风网络、通风质量、通风设施、通风监测和通风管理。

对于评价因素X_i，需要测量X_i所对应的m个指标值{I₁,I₂,…,I_m}，定义x_ij为在通风系统健康指数评价中，第i个因素X_i对应的第j个指标I_j的测量值

X_i＝{x_i1,x_i2,…,x_im}(12)

在通过解析结构模型理论划分得到的矿井通风系统健康指数综合评价层次结构模型中，基于通风物理组成的矿井通风系统健康指数评价体系的六类因素均包含相应的指标：通风动力含有9个指标I₁～I₉，通风网络有8个指标I₁₀～I₁₇，通风质量有7个指标I₁₈～I₂₄，通风设施有5个指标I₂₅～I₂₉，通风监测有2个指标I₃₀～I₃₁，通风管理有4个指标I₃₂～I₃₅。依据健康指数各评价指标的分级标准，计算出通风动力、通风网络、通风质量、通风设施、通风监测和通风管理六类因素所包含的35个评价指标的测量值，分别为：

X₁＝{x₁,x₂,…,x₉}(13)

X₂＝{x₁₀,x₁₁,…,x₁₇}(14)

X₃＝{x₁₈,x₁₉,…,x₂₄}(15)

X₄＝{x₂₅,x₂₆,…,x₂₉}(16)

X₅＝{x₃₀,x₃₁}(17)

X₆＝{x₃₂,x₃₃,…,x₃₅}(18)

根据通风动力、通风网络、通风质量、通风设施、通风监测和通风管理六类因素所包含的35个评价指标的测量值及未确知测度函数，分别求出各评价指标的未确知测度值，从而得到这六类评价因素的未确知测度矩阵。

多指标测度模型：

根据序关系分析法，求出基于物理组成的矿井通风系统健康指数评价体系所包含的六类评价因素的权重w_i及其各评价指标的权重w_ij。结合矿井通风系统健康指数评价因素单指标测度矩阵μ_ijk(i＝1,2,…,6；j＝1,2,…,m；k＝1,2,…，5)，通过未确知数学中多指标综合测度公式求得矿井通风系统健康指数评价单因素测度向量A_i：

A_i＝w_ij×B_i(19)

则多因素测度矩阵为：

多因素测度向量u为：

u＝w_i·A＝(μ₁,μ₂,μ₃,μ₄,μ₅)(21)

同理，通过另外三类矿井通风系统健康指数评价指标体系，求得多因素测度向量u_i，则矿井通风系统综合健康指数测度向量为：

其中，

综合健康指数计算模型:

根据矿井通风系统健康指数的特点，运用加权平均原则，确定与评价集等级相对应的加权向量γ^[119]。矿井通风系统健康程度的五个等级“很健康、健康、亚健康、不健康、病态”所对应的加权向量可设为γ＝(95,85,75,65,55)，相应的评价区间为[100,90]、(90,80]、(80,70]、(70,60]、(60,0]。将加权向量与矿井通风系统健康指数多因素测度向量进行合成运算得到一确定的综合数值，从而由各类指标体系分别计算出矿井通风系统各因素健康指数Z_i以及整体健康指数Z。计算方法如下：

Z_i＝γ·A_i ^T(23)

Z＝γ·u^T(24)

则矿井通风系统综合健康指数为：

Z_综合＝γ·U^T(25)

在对通风系统的各个方面进行全面诊断、评价后，可以得到一系列健康指数集合，通过这些指数，能够确定通风系统的健康等级，全面对通风系统进行健康“体检”。这个指数能综合反映矿井通风系统的健康状况，具有横向和纵向的可比性。

以下对本发明的优选实施例进行详细的描述：应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例1：选取平煤股份一矿为例，对其矿井通风系统进行健康指数综合评价。

(1)单指标未确知测度计算，在对定性指标进行取值时，根据定性指标的原始状况描述，如果符合相应的等级时，指标评价值取1-3-5-7-9，当原始状况在两个等级之间时，指标评价值取中间值2-4-6-8；在对定量指标进行取值时，指标评价值取相应的实测数据及计算结果。根据实测数据和指标分级标准，对平煤股份一矿矿井通风系统健康指数进行分析，得出各指标的评价值，如表1所示。

表1矿井通风系统健康指数各评价指标值

则通风动力因素的未确知测度向量矩阵

通风网络单指标未确知测度矩阵

通风质量单指标未确知测度矩阵

通风设施单指标未确知测度矩阵

通风监测单指标未确知测度矩阵

通风管理单指标未确知测度矩阵

(2)多指标未确知测度计算，根据表3-3中各评价指标的权重和公式(4-46)，计算得到各评价因素的未确知测度向量：

A₁＝(0.2332,0.1457,0.0809,0.0540,0.1457,0.1457,0.1214,0.0415,0.0319)*B₁

＝(0.7022,0.0540,0.0042,0.0778,0.1618)(32)

A₂＝(0.1997,0.1043,0.1514,0.1376,0.1817,0.1147,0.0579,0.0527)*B₂

＝(0.4460,0.1737,0.2543,0.1260,0)(33)

A₃＝(0.2511,0.1756,0.2281,0.1463,0.1045,0.0581,0.0363)*B₃

＝(0.4618,0.2511,0.1967,0.0541,0.0363)(34)

A₄＝(0.2905,0.0961,0.2905,0.1153,0.2076)*B₄

＝(0.9227,0.0773,0,0,0)(35)

A₅＝(0.6154,0.3846)*B₅

＝(1,0,0,0,0)(36)

A₆＝(0.3590,0.2991,0.1994,0.1425)*B₆

＝(0.8575,0.0713,0.0712,0,0)(37)

则多因素测度矩阵为：

由公式(4-48)得到多因素测度向量u为：

u＝(0.2288,0.2517,0.1907,0.1362,0.0688,0.1238)*A

＝(0.6616,0.1233,0.1114,0.0598,0.0439)(39)

(3)矿井通风系统健康指数计算，运用加权平均原则，由公式(4-50)求得各因素健康指数综合值：

Z₁＝(95,85,75,65,55)*(0.7022,0.0540,0.0042,0.0778,0.1618)^T＝85.57

Z₂＝(95,85,75,65,55)*(0.4460,0.1737,0.2543,0.1260,0)^T＝84.40

Z₃＝(95,85,75,65,55)*(0.4618,0.2511,0.1967,0.0541,0.0363)^T＝85.48

Z₄＝(95,85,75,65,55)*(0.9227,0.0773,0,0,0)^T＝94.23

Z₅＝(95,85,75,65,55)*(1,0,0,0,0)^T＝95

Z₆＝(95,85,75,65,55)*(0.8575,0.0713,0.0712,0,0)^T＝92.86

由公式(4-51)求得基于通风物理组成的矿井通风系统健康指数综合值：

Z＝(95,85,75,65,55)*(0.6616,0.1233,0.1114,0.0598,0.0439)^T＝87.99

同理，由公式(4-46)～(4-52)求出平煤股份一矿基于其他三类矿井通风系统健康指数指标体系的矿井通风系统整体及各评价因素健康指数，从而求出矿井通风系统综合健康指数，计算结果如表2所示。

表2平煤股份一矿矿井通风系统整体及各因素健康指数评价

评价结果表明平煤股份一矿矿井通风系统的健康指数为88.23，健康等级属于健康。从单一方面看，其中矿井通风总阻力、作业点温度合格率这些指标所处状态是不健康的，应当对通风系统进行相应的完善优化，达到减少通风阻力的目的，并且加强作业点的温度管理，使温度符合规程要求。同时，应当加强通风机稳定性管理，提高风速合格率，加大力度对矿井进行监测监控，保证矿井通风系统处于健康状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种矿井通风系统健康指数综合评价方法，其特征是：综合评价方法包括以下步骤：

(1)全面分析影响矿井通风系统健康指数的因素，构建一套包含一级指标、二级指标和三级指标的矿井通风系统健康指数评价指标体系；

(2)引入序关系分析法，分别确定四方面矿井通风系统健康指数评价指标体系中的指标权重；

(3)根据各项指标的定义特征不同，分别从定性与定量两方面构造各项指标的直线型未确知函数；

(4)建立由指标层、因素层、目标层构成的矿井通风系统健康指数综合评价模型；

(5)获取在线数据，进行标准化，输入评价模型进行处理，即会得出矿井通风系统的各项指标系数与综合健康指数，根据健康风险等级标准确定健康风险等级。

2.根据权利要求1所述的矿井通风系统健康指数综合评价方法，其特征是：所述的步骤(1)中，一级指标为通风系统物理组成、通风指标性质、人-机-环理论和通风能力4项，每一项一级指标由多项二级指标构成；

其中，所述的通风系统物理组成由通风动力、通风网络、通风质量、通风设施、通风监测和通风管理6项二级指标构成；

所述的通风指标性质由经济合理性、安全可靠性和技术可行性3项二级指标构成；

所述的人-机-环理论由通风环境、通风设备设施和通风管理3项二级指标构成；

所述的通风能力由日常通风能力、抗灾救灾能力和监测监控能力3项二级指标构成。

3.根据权利要求1所述的矿井通风系统健康指数综合评价方法，其特征是：所述的三级指标由35项基础指标构成，包括定性指标与定量指标；

所述的定量指标包括极大型指标、极小型指标与中间型指标；

所述的极大型指标包括通风机备用系数、主要通风机综合效率、局部通风机安全装备合格率、等积孔、有效风量率、风速合格率、通风设施合格率、防灾设施合格率、第一学历为通风安全专业比例、技术人员比例、通风系统图完善度；

所述的极小型指标包括通风机吨煤通风电费、局部通风机无计划停风故障率、外部漏风率、通风网络结构复杂度、不稳定角联分支数、采掘面串联通风率、回风段阻力比、巷道失修率、采掘面瓦斯超限频率、有害气体污染度、采掘面粉尘超标率、作业点温度合格率、网络分支平均通风设施数、风网调节合理度、安全监测漏检率、安全监测系统故障率；

所述的中间指标为风量供需比；

所述的定性指标包括主要通风机稳定性、矿井通风总阻力、多风机运行稳定性、通风方式、通风方法、反风合格度、通风安全投入。

4.根据权利要求1所述的矿井通风系统健康指数综合评价方法，其特征是：所述的步骤(2)中的序关系分析法，即先对评价指标的相对重要性程度进行排序，在建立了序关系的基础上，然后确定相邻的评价指标之间的相对重要性标度值r_k，定义评价指标I_k ^*的权重为w_k ^*评价指标I_k-1 ^*与I_k ^*重要程度之比w_k-1 ^*/w_k ^*为

从而通过以下公式求出评价指标权重，w_k-1 ^*/w_k ^*＝r_k(k＝n，n-1，…，2)(公式1)

${w_n}^{*}={(1+\underset{k=2}{\overset{n}{\Σ}}\underset{i=k}{\overset{n}{\Π}}{r}_i)}^{-1}$ (公式2)

${w_{k-1}}^{*}=r_k\·{w_k}^{*}(k=n,n-1,...,2)$ (公式3)。

5.根据权利要求1所述的矿井通风系统健康指数综合评价方法，其特征是：所述的步骤(3)中，定量指标和定性指标的未确知函数构造方式不同，因此对其分别进行构造。

6.根据权利要求1所述的矿井通风系统健康指数综合评价方法，其特征是：所述的步骤(4)中，指标层为35项基础指标，即单指标测度计算；因素层为求矿井通风系统的健康指数，计算时需要考虑指标层和目标层的中间因素环节，即多指标测度计算；目标层表示需要确定的矿井通风系统综合健康指数。

7.根据权利要求1所述的矿井通风系统健康指数综合评价方法，其特征是：所述的步骤(5)中，健康风险等级分为很健康、健康、亚健康、不健康、病态五个等级。